Визначення сумісного впливу потужних породних шарів покрівлі та малоамплітудної диз"юнктивної порушеності на зміщення порід у виїмкових виробках при великих швидкостях посування очисних вибоїв. Спостереження за зміщенням підробленої земної поверхні.
Аннотация к работе
В звязку з цим забезпечення стійкості виїмкових виробок при інтенсивній відробці вугільних пластів в умовах малоамплітудної дизюнктивної порушеності та наявності в покрівлі пласта, що розробляється, потужних та міцних породних шарів є важливою та актуальною науково-технічною проблемою. Дисертаційна робота є частиною досліджень за темами: "Вид напруженого стану вугілля та фазовий стан метану в ньому при руйнуванні" (№ ДР 0102 U 003845); „Граничний стан вугілля та фазовий стан метану в ньому при нерівнокомпонентному стисканні" (№ ДР 0197 U 008905); „Встановлення закономірностей зміни фізико-механічного стану гірничого масиву при підземній розробці вугільних пластів" (№ ДР 0107 U 002130); „Дослідити формування розвантаженої зони біля підготовчих виробок та розробити рекомендації підвищення стійкості виробок, що повторно використовуються на викидонебезпечному пласті d4" (№ 1353); „Розробка параметрів планування та відробки запасів, що залишилися при великих швидкостях посування лав в умовах шахти „Красноармійська-Західна № 1" (№ 1660), де автор був виконавцем, відповідальним виконавцем та науковим керівником. Мета роботи - геомеханічне обґрунтування стійкості виїмкових виробок при інтенсивній відробці вугільних пластів за рахунок використання взаємовпливу потужних породних шарів покрівлі, малоамплітудної дизюнктивної порушеності та великих швидкостей посування лав на напружено-деформований стан гірничого масиву, що безпосередньо звязано зі зниженням витрат на охорону та підтримання гірничих виробок. Встановити закономірності сумісного впливу потужних породних шарів покрівлі та малоамплітудної дизюнктивної порушеності на зміщення порід у виїмкових виробках при великих швидкостях посування очисних вибоїв; Ідея роботи полягає у використанні закономірностей зміни напружено-деформованого стану гірничого масиву, який вміщує виробку, з урахуванням процесів взаємного впливу малоамплітудної дизюнктивної порушеності, наявності потужних породних шарів у покрівлі пласта та великих швидкостей посування очисних вибоїв.Проблемою забезпечення стійкості гірничих виробок займалось та займається велика кількість вчених. Великий внесок у вивчення питань напружено-деформованого стану гірничого масиву, який вміщує виробку, та розвиток науки про управління станом гірничого масиву та забезпечення стійкості виробок внесли вчені інститутів: ВНДМІ; ДНГУ; ДОННТУ; ДГМІ; ІГД ім. Тому у кожному конкретному випадку, в залежності від умов підтримання виробок, треба для забезпечення стійкості виробок вирішувати питання вибору найбільш доцільного варіанта охорони та підтримання. Для забезпечення великого навантаження на очисний вибій при розробці газоносних вугільних пластів необхідно використовувати комбіновані системи розробки, які передбачають видачу відпрацьованого повітря на вироблений простір. При охороні виїмкових виробок на контакті з виробленим простором на пластах потужністю до 1,5 м, в основному, використовуються наступні споруди: бутова та лита смуги; смуги з тюбінгів та залізобетонних блоків; костри та бутокостри.Дослідженнями, виконаними спеціалістами багатьох інститутів та досвідом підтримання виробок у складних гірничо-геологічних умовах встановлено, що найбільші зміщення порід виникають у зоні інтенсивного зміщення та у зоні тимчасового опорного тиску. Практично всі шахтопласти містять дизюнктивні порушення, в зоні впливу яких відмічається знижена міцність порід на розрив у 2,8 - 3,1 рази, на зсув - у 3,5 - 5,1 рази та на стискання - у 3,3 - 4,9 рази. Малоамплітудні дизюнктивні порушення чинять суттєвий вплив на перерозподіл напружень у гірничому масиві, який вміщує гірничу виробку. На стійкість виробок у зоні впливу очисних робіт (зона тимчасового опорного тиску, зона інтенсивних зміщень порід) суттєвий вплив чинить швидкість посування лави, особливо при наявності потужних пісковиків у покрівлі пласта. Дослідження напружено-деформованого стану гірничого масиву, що вміщує гірничу виробку, яка знаходиться в масиві до зони тимчасового опорного тиску, у зоні тимчасового опорного тиску та позаду лави на контакті з виробленим простором при охороні виробки однією та двома литими смугами виконувалось з використанням методики математичного моделювання.В зоні впливу порушень зміщення порід збільшуються в 1,1 - 2,3 рази, а в зоні впливу очисних робіт у порушеній зоні збільшується в 1,5 - 2,3 та 1,7 - 2,9 рази відповідно у зоні тимчасового опорного тиску та зоні інтенсивного зміщення порід. Встановлено, що зменшення міцності порід, які вміщують виробку, у 2 рази (з 100 до 50 МПА) призводить до збільшення величини зміщень цих порід у 3,7 - 4,0 рази. На основі математичного моделювання встановлено, що попереду зони тимчасового опорного тиску зявляється розвантажена зона, в якій напруження знижуються до 0,9ГН, а зміщення порід зменшуються у 1,16 - 1,2 рази. Встановлено, що при наявності в покрівлі вугільного пласта потужних пісковиків швидкість конвергенції порід у виїмкових виробках поза зоною впливу очисних роб